Électrolyse de NaCl = NaOH ou Bleach?

[invitea0a13185]

Bonjour,
certain disent qu'en fessant l'électrolyse d'une solution d'eau saturé en NaCl on obtiens du NaOH et d'autre disent que se serait plutôt de l'eau de javel.. J'ai vu certains utiliser une "membrane" ou un "pont de NaCl" entre deux compartiments (l'anode et la cathode).

J'ai trouver plusieurs informations contradictoires j'aimerais donc être fixé,
1. Si je fait l'électrolyse d'une solution d'eau saturé en NaCl sans membrane quel sera le résultat? Et
2. Si je tente la même expérience mais en séparent la solution en deux partie relié par une membrane conductrice quel sera le résultat des deux coté?

Merci d'avance!
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[moco]

Quand on électrolyse NaCl, il se forme d'abord NaOH en solution et un dégagement de gaz H2 à la cathode, et Cl2 à l'anode, et c'est tout. L'ennui, c'est que Cl2 est un gaz assez soluble dans l'eau. Donc la solution autour de l'anode se charge en Cl2 dissous, même si une partie du Cl2 se dégage en gaz. S'il y a une membrane qui sépare les deux compartiments anode et cathode, et que cette membrane est capable d'empêcher le passage du Cl2 dissous vers la cathode, alors la situation en reste là. La solution d'anode s'enrichit en Cl2 qui finit par se dégager. Et à la cathode la solution contient de plus en plus de NaOH.
S'il n'y a pas de membrane pour séparer les deux compartiments, le chlore Cl2 dissous finit par atteindre la solution de la cathode, riche en NaOH, Et Cl2 réagit avec naOH pour former ce qu'on appelle de l'eau de Javel, qui est une solution d'hypochlorite de sodium NaClO. Il se produit la réaction :
2 NaOH + Cl2 --> NaClO + NaCl + H2O
Je dois dire qu'il n'existe pas de membrane parfaite, et qu'on ne peut pas empêcher qu'un peu de NaOH la traverse pour réagir avec Cl2 du côté anode.

[invitea0a13185]

Quand on électrolyse NaCl, il se forme d'abord NaOH en solution et un dégagement de gaz H2 à la cathode, et Cl2 à l'anode, et c'est tout. L'ennui, c'est que Cl2 est un gaz assez soluble dans l'eau. Donc la solution autour de l'anode se charge en Cl2 dissous, même si une partie du Cl2 se dégage en gaz. S'il y a une membrane qui sépare les deux compartiments anode et cathode, et que cette membrane est capable d'empêcher le passage du Cl2 dissous vers la cathode, alors la situation en reste là. La solution d'anode s'enrichit en Cl2 qui finit par se dégager. Et à la cathode la solution contient de plus en plus de NaOH.
S'il n'y a pas de membrane pour séparer les deux compartiments, le chlore Cl2 dissous finit par atteindre la solution de la cathode, riche en NaOH, Et Cl2 réagit avec naOH pour former ce qu'on appelle de l'eau de Javel, qui est une solution d'hypochlorite de sodium NaClO. Il se produit la réaction :
2 NaOH + Cl2 --> NaClO + NaCl + H2O
Je dois dire qu'il n'existe pas de membrane parfaite, et qu'on ne peut pas empêcher qu'un peu de NaOH la traverse pour réagir avec Cl2 du côté anode.

Merci beaucoup! Ces explications sont très clairs. Pour la membrane j'avais déjà vu quelqu’un utiliser un pont de NaCl dans un petit tube de PVC, le tube est remplit de sel et après de la gélatine fondue est coulé dans celui-ci et elle se mélange au sel pour l'empêcher de se dissoudre dans l'eau. Je ne l'ais pas essayé mais ça me semble assez logique.

J'aurais une dernière question, comment s'avoir que toute la solution à été convertie et qu'il ne reste plus de NaCl mais bien que du NaOH (dans un des deux compartiment)?
Et si je continuait trop longtemps (électrolyse de NaOH seul), est-ce qu'il se transformerait en autre chose pour finalement en perdre de plus en plus?

[Sethy]

Les absolus, en chimie ... Faire disparaitre toute trace de Chlore me parait tout simplement impossible car cela suppose que la totalité des ions chlorures seront passés au travers du pont salin (le petit tube dont tu parles) sans qu'un seul ion hypochlorite n'ait fait le chemin en sens inverse.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitea0a13185]

Les absolus, en chimie ... Faire disparaitre toute trace de Chlore me parait tout simplement impossible car cela suppose que la totalité des ions chlorures seront passés au travers du pont salin (le petit tube dont tu parles) sans qu'un seul ion hypochlorite n'ait fait le chemin en sens inverse.

Je veut juste savoir quand la réaction sera "terminé" et qu'es ce qui arrive à mon NaOH si je poursuit trop longtemps..!

[Sethy]

Autre réflexion, si tu nous expliquais ce que tu veux faire, on aurait plus facile à te conseiller.

Parce que chercher à produire de la soude, qui est aujourd'hui produite en quantité énorme par l'industrie (c'est un sous produit de la fabrication du Chlore) me semble dénué de tout intérêt (surtout au prix de l'électricité).

[invitea0a13185]

Autre réflexion, si tu nous expliquais ce que tu veux faire, on aurait plus facile à te conseiller.

Parce que chercher à produire de la soude, qui est aujourd'hui produite en quantité énorme par l'industrie (c'est un sous produit de la fabrication du Chlore) me semble dénué de tout intérêt (surtout au prix de l'électricité).

Je cherche à réaliser l'expérience pour comprendre le principe et non pour en produire en quantité, je peut effectivement en acheter à prix assez raisonnable à la quincaillerie du coin. De plus, où je vie je ne paye pas l'électricité!

[Sethy]

Si on electrolyse une solution de NaOH (sous-entendu dans l'eau), c'est l'eau qui va être électrolysée :

H2O > H2 + 1/2 O2

[invitea0a13185]

Si on electrolyse une solution de NaOH (sous-entendu dans l'eau), c'est l'eau qui va être électrolysée :

H2O > H2 + 1/2 O2

Donc si je comprend bien, aucun risque de laisser l'électrolyse durer trop longtemps, et s'auriez vous comment déterminer que tout (ou la majorité) d'NaCl à bien été convertie? Merci!

[moco]

Au début de l'électrolyse, il y a des ions Na+ et Cl- en quantités à peu près égal dans chaque compartiment. Les ions Na+ ne disparaissent nulle part. Les ions Chlore disparaissent à l'anode. Pour compenser cette perte de charge, il faut que des ions Na+ traversent la membrane vers la cathode, et/ou que des ions Cl- traversent la même membrane en sens inverse. Mais ces ions seront peu à peu remplacés par des ions OH-. Donc peu à peu la composition des compartiments change. La solution cathodique sera formée de NaCl contenant de plus en plus de NaOH. La solution anodique contiendra de moins en moins de NaCl, et de plus en plus de NaOH. On ne peut pas empêcher que la solution anodique se charge peu à peu en NaClO.
A mon avis on ne pourra jamais arriver à ce que plus de la moitié du NaCl initial soit transformée.

[invitea0a13185]

Au début de l'électrolyse, il y a des ions Na+ et Cl- en quantités à peu près égal dans chaque compartiment. Les ions Na+ ne disparaissent nulle part. Les ions Chlore disparaissent à l'anode. Pour compenser cette perte de charge, il faut que des ions Na+ traversent la membrane vers la cathode, et/ou que des ions Cl- traversent la même membrane en sens inverse. Mais ces ions seront peu à peu remplacés par des ions OH-. Donc peu à peu la composition des compartiments change. La solution cathodique sera formée de NaCl contenant de plus en plus de NaOH. La solution anodique contiendra de moins en moins de NaCl, et de plus en plus de NaOH. On ne peut pas empêcher que la solution anodique se charge peu à peu en NaClO.
A mon avis on ne pourra jamais arriver à ce que plus de la moitié du NaCl initial soit transformée.

D'accord cela répond à ma question Merci encore !